Informace o ultrazvukových senzorech (1. část): Technologie a funkčnost v kostce

Vysoce rozvinutá ultrazvuková technologie tvoří základ flexibilního snímání. Základním principem je bezkontaktní detekce předmětů a měření jejich vzdálenosti od ultrazvukového senzoru. V závislosti na typu senzoru se tyto vzdálenosti pohybují od několika centimetrů až po 10 metrů. Senzor vysílá ultrazvukové impulzy, které se následně odrážejí od předmětu.

Vznikající ozvěna je zachycena ultrazvukovým snímačem a pomocí piezoelektrického měniče převedena na elektrický signál. Tento princip je znám jako rychlost šíření zvuku. Senzor měří časovou prodlevu mezi vyslaným ultrazvukovým impulzem a přijatou ozvěnou a pomocí známé rychlosti zvuku vypočítá vzdálenost od předmětu. Za pokojové teploty je rychlost šíření zvuku ve vzduchu přibližně 344 m/s.

Dosah snímání ultrazvukového senzoru závisí na vlastnostech povrchu a úhlu předmětu. Nejdelších dosahů snímání lze dosáhnout u předmětů s plochým povrchem (standardní reflektor) umístěných přesně v pravém úhlu k ose snímače. Velmi malé předměty nebo předměty, které částečně odrážejí zvuk sníží dosah snímání. Předměty s hladkým povrchem musí být umístěny v úhlu co možná nejbližším hodnotě 90°. U hrubých povrchů je tolerance odchylky úhlu mnohem vyšší.

Je nezbytné brát v úvahu také vlivy prostředí. Největší vliv na přesnost ultrazvukových snímačů má teplota vzduchu. Ultrazvukové senzory Pepperl+Fuchs jsou vybaveny kompenzačními obvody pro eliminaci účinků teploty na výstup senzoru. Dále je nutné brát v úvahu také relativní vlhkost a atmosférický tlak.